30.10.2021

Virustatika: Mitbewohner adé

von Dr. Claudia Bruhn

Täglich kommen viele PTA mit Virustatika in Kontakt, zum Beispiel mit Aciclovir als Empfehlung bei Lippenherpes. Darüber hinaus gibt es viele weitere Wirkstoffe – inzwischen auch einen gegen das Corona-Virus.

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  • Viren sind Krankheitserreger, die jedoch nicht zu den Lebewesen zählen, da sie für Stoffwechsel und Vermehrung auf fremde Zellen (Wirtszellen) angewiesen sind.
  • Zur Behandlung von verschiedenen Herpeserkrankungen, einigen Hepatitisformen, HIV und jetzt auch für COVID-19 sind Virustatika verfügbar. Viele Viruserkrankungen können nur symptomatisch behandelt werden.
  • Die meisten Virustatika hemmen Enzyme, die für die Vermehrung der Viren unbedingt notwendig sind. In wenigen Fällen können durch Viren hervorgerufenen Krankheiten geheilt werden.

Virustatika hemmen die Virus-Vermehrung, indem sie bestimmte Strukturen blockieren, zum Beispiel Virus-spezifische Enzyme. Durch die Corona-Pandemie hat die Virustatika-Forschung einen großen Schub bekommen. Außer in die Impfstoff-Entwicklung investieren viele Pharmafirmen in die Erforschung von Wirkstoffen, die die Vermehrung von SARS-CoV-2 im Körper stoppen sollen, wenn es trotz aller Hygiene- und Schutzmaßnahmen eingedrungen ist.

Viren

Viren sind sehr klein, ihr Durchmesser beträgt nur 20 bis 300 Nanometer. Um sie zu sehen, benötigt man ein Elektronenmikroskop. Viren zählen nicht zu den Lebewesen, denn sie besitzen keinen eigenen Stoffwechsel. Außerdem können sie sich nur mithilfe anderer Organismen, ihrer Wirte, vermehren.

Aufbau

Viren bestehen aus einzelständiger RNA (RNA- und Retroviren) oder aus doppelsträngiger DNA (DNA-Viren), die von einer Proteinhülle (Kapsid) umgeben sind. Einige Viren tragen eine zusätzliche Hülle aus Lipiden und Glykoproteinen. Im Virusgenom sind Baupläne für Enzyme verschlüsselt, die die Viren für ihre Vermehrung (Replikation) benötigen. Diese Enzyme sind Angriffspunkte vieler Virustatika (s. a. S. 20ff)

Replikation

Für den Befall von Zellen müssen die Viren zunächst an Rezeptoren an der Zellmembran andocken. Wenn sie in die Zelle gelangt sind, erfolgt die Freisetzung der viralen Nukleinsäuren. Anschließend „zwingt“ das Virus die Wirtszellen, notwendige Enzyme für die Vermehrung sowie Proteine für die nachfolgende Virus-Generation zu produzieren. Bei DNA-Viren geschieht das im Zellkern, bei RNA-Viren im Zellplasma. Retroviren wie HIV produzieren das Enzym Reverse Transkriptase, welches die Virus-RNA in DNA umschreibt und diese in die DNA der Wirtszelle einbaut. Wenn genügend Nukleinsäuren und Struktureiweiße produziert sind, werden die neuen Viren zusammengesetzt und aus den Zellen ausgeschleust. Sie können dann weitere Zellen befallen.

Viruserkrankungen

Für sehr viele Viruserkrankungen gibt es keine spezifische Therapie mit Virustatika. So werden bekanntlich die durch Viren hervorgerufenen Erkältungskrankheiten symptomatisch mit Schmerz- und Fiebermitteln und wenn nötig mit Therapeutika gegen Husten, Schnupfen oder Halsschmerzen behandelt. Auch gegen viele Viren, die im Kindesalter schwerwiegende Erkrankungen hervorrufen, gibt es noch keine spezifische Behandlung. Dazu zählen beispielsweise Masern, Röteln und Rotaviren. Zum Schutz vor diesen und weiteren Viruserkrankungen (z. B. Windpocken, Gebärmutterhalskrebs) sind Impfungen verfügbar.

Herpes

Herpesviren sind eine große Gruppe von DNA-Viren. Acht davon können den Menschen befallen. Für die Beratung in der Apotheke haben Herpes-simplex-Viren vom Typ 1 und 2 (HSV-1, -2) sowie das Varizella-Zoster-Virus (VZV) die größte Bedeutung. HSV-1 rufen Lippenherpes, HSV-2 Herpes genitalis hervor. VZV, das auch als HSV-3 bezeichnet wird, sind die Erreger der Windpocken und, nach einer Reaktivierung, der Gürtelrose (Herpes zoster).

Reaktivierung-- Herpesviren haben die Fähigkeit, sich vom Infektionsort aus in die Nervenwurzeln des Rückenmarks zurückzuziehen. Unter bestimmten Bedingungen wie beispielsweise bei Immunschwäche können sie über die Nervenbahnen in die Peripherie zurückwandern und dort Infektionssymptome auslösen.

Hepatitis

Die Erreger der Hepatitis wurden nach der Reihenfolge ihrer Entdeckung mit Großbuchstaben (A bis E) benannt. Sie rufen hauptsächlich eine Entzündung des Lebergewebes hervor. Unbehandelt kann die Infektion chronisch verlaufen und sich zur Leberzirrhose oder zum Leberzellkarzinom entwickeln. Hepatitis-A- und E-Viren werden oral übertragen (z. B. über Nahrungsmittel), Hepatitis B, C und D dagegen parenteral über Blutkontakt oder Sexualverkehr.

Influenza

Anders als ein grippaler Infekt (Erkältung) kann eine Infektion mit Influenzaviren der Typen A oder B („Echte Grippe“) zu schwerwiegenden Symptomen wie Fieber (> 38,5°C) führen und tödlich enden. Es ist möglich, dass Influenza-Viren, die hauptsächlich Geflügel oder Schweine befallen, auch Menschen infizieren (Vogelgrippe, Schweinegrippe).

In und auf der Hülle von Influenzaviren befinden sich die wichtigen Eiweiße Hämagglutinin und Neuraminidase. Gene, die diese Proteine verschlüsseln, verändern sich leicht durch Mutationen, wodurch immer neue Virusvarianten entstehen. Dies ist ein Grund, weshalb die Zusammensetzung des Grippeimpfstoffes jährlich an die voraussichtliche Verbreitung bestimmter Virusvarianten angepasst werden müssen.

Wussten Sie, dass ...

  • der Antikörper Palivizumab in Deutschland zur Prävention von Erkrankungen durch das Respiratory-Synzytial (RSV)-Virus bei Kindern mit hohem Risiko bereits zugelassen ist?
  • auch gegen SARS-CoV-2-Viren Antikörper schon zugelassen sind oder erforscht werden, wie Bamlanivimab oder auch Casirivimab/Imdevimab, mit dem der ehemalige Präsident Trump behandelt worden sein soll?

HIV/Aids

Infektionen mit dem Humanen Immunodefizienz-Virus (HIV) sind deshalb so schwerwiegend, weil diese zu den Retroviren gehörenden Erreger wichtige Immunzellen des Menschen für ihre Vermehrung nutzen (s. a. S. 20ff).

COVID-19

Die Abkürzung COVID-19 steht für Coronavirus Disease 2019, die die WHO eingeführt hat. Infektionen mit SARS-CoV-2 hatten Ende 2019 in China zu schweren Lungenkrankheiten geführt. Auch im Virusnamen SARS-CoV-2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2) steckt der Hinweis, dass dieses RNA-Virus schwere Atemwegssymptome hervorruft.

Virustatika

Das Prinzip der meisten Virustatika besteht darin, dass den Viren „falsche“ Bausteine angeboten werden. Enzyme, die für die Virusvermehrung essenziell sind, können dann ihre Funktion nicht erfüllen. Weitere Wirkprinzipien sind die Hemmung des Einbaus von Virus-DNA in das Erbgut der Wirtszelle oder die Behinderung der Ablösung neu synthetisierter Viren von der Wirtszelle.

Neuraminidasehemmer

Oseltamivir (als Kapseln und Pulver zur Herstellung einer Suspension) und Zanamivir (als Infusionslösung und als Pulver zur Inhalation) sind zur Frühbehandlung sowie zur Prophylaxe und Postexpositionsprophylaxe der Influenza zugelassen. Sie hemmen die Neuraminidase. Dieses Eiweiß aus der Virushülle ist dafür verantwortlich, dass sich neu synthetisierte virushaltige Partikel von der Oberfläche der Wirtszellen ablösen. Bei einer Hemmung der Neuraminidase können die Viren keine neuen Zellen mehr befallen. Sie verklumpen und werden schließlich vom Immunsystem vernichtet.

Polymerase-Inhibitoren

Im Begriff Polymerase steckt „poly“ (viele, mehrere). Polymerasen sind Enzyme, die viele Bausteine (z. B. Nukleoside) zu Nukleinsäureketten (DNA oder RNA) zusammenfügen. Bei Viren sind Polymerasen essenziell, um sich zu vermehren und neue Wirtszellen zu befallen. Polymerase-Inhibitoren sind meistens chemisch veränderte Nukleoside oder Nukleotide. Die Polymerasen versuchen, sie in die wachsende Kette einzubauen, was jedoch scheitert. Es kommt zum Kettenabbruch, und die Virusvermehrung wird gestoppt.

Herpes-- Aciclovir, Penciclovir, Valaciclovir und Brivudin sind Beispiele für chemisch modifizierte Nukleoside/Prodrugs, die DNA-Polymerasen der Herpesviren hemmen. Sie werden bei Lippenherpes lokal (Aciclovir, Penciclovir) und bei Herpes zoster oral (Valaciclovir, Brivudin) angewendet werden.

Hepatitis-- Wenn eine Hepatitis B nicht abheilt, sondern chronisch wird, kommen ebenfalls falsche Bausteine zum Einsatz. Beispiele sind Lamivudin und Entecavir. Bei Hepatitis-C-Viren (HCV), die als Nukleinsäure eine RNA besitzen, werden HCV-Polymerase-Inhibitoren wie Sofosbuvir angewendet.

Coronavirus-- Remdesivir ist die Vorstufe (Prodrug) eines Wirkstoffs mit Ähnlichkeit zu Adenosin-Triphosphat. Dieses wird von der RNA-Polymerase des SARS-CoV-2-Virus als falscher Baustein in die wachsende RNA eingebaut. Es kommt zum Kettenabbruch und damit zum Stopp der RNA-Synthese. Remdesivir ist derzeit nur zur Behandlung von COVID 19-Patienten mit Lungenentzündung, die im Krankenhaus beatmet werden müssen, zugelassen.

Reverse-Transkriptase-Inhibitoren

HIV sind RNA-Viren, die eine Polymerase mit der Bezeichnung Reverse-Transkriptase besitzen. Diese schreibt die virale Erbinformation in DNA um und integriert sie anschließend mithilfe des Enzyms Integrase in die humane DNA. Beispiele für Reverse-Transkriptase-Inhibitoren sind Abacavir, Tenofovir und Efavirenz, zu den Integrase-Inhibitoren zählt Elvitegravir.

Protease-Inhibitoren

Proteasen sind Enzyme, die Eiweiße spalten können. Die Proteasen von HCV und HIV HCV spalten langkettige Proteine in wichtige Struktureiweiße, die für die Virushüllen gebraucht werden sowie in Virus-Enzyme wie Integrase oder Reverse Transkriptase (bei HIV). Durch Protease-Inhibitoren können diese Reaktionen nicht stattfinden, und die Virusvermehrung wird behindert.

HCV-- Die Einführung der HCV-Protease-Inhibitoren vor etwa zehn Jahren hat die Therapie deutlich effektiver gemacht. Mit den heute verwendeten Wirkstoffen (z. B. Glecaprevir, Voxilaprevir) kann eine Hepatitis C innerhalb von drei Monaten bei 95 Prozent der Patienten geheilt werden.

HIV-- Beispiele für HIV-Protease-Inhibitoren sind Atazanavir und Lopinavir, die in Kombinationen mit anderen HIV-Wirkstoffen angewendet werden.


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